Praktikum školských pokusů 2, Elektřina
Jarní semestr 2022


•1. Demonstrace Faradayova zákona elektromagnetické indukce 1, 2, 3.
•2. Demonstrace přechodového děje na cívce s indukčností.
•3. Frekvenční závislost impedance cívky s indukčností.
•4. Demonstrace průchodu střídavého proudu obvodem s komplexní impedancí v závislosti na frekvenci
1, 2, 3.
•5. Demonstrace průchodu střídavého proudu obvodem s kapacitancí v závislosti na frekvenci.
•6. Demonstrace činnosti paralelního rezonančního obvodu.
•7. Demonstrace přechodového jevu na transformátoru a vznik vysokonapěťové špičky 1, 2, 3, 4.
•8. Demonstrace Faradayova zákona el. max. indukce, Lenzova pravidla, přechodového jevu a silového
působení na vodič s proudem 1, 2, 3, 4, 5, 6.
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Obsah 1.

•9. Demonstrace činnosti sériového rezonančního obvodu 1, 2, 3, 4, 5, 6.
•10. Demonstrace funkce  3 fázového asynchronního elektromotoru s kotvou na krátko. Zapojení vinutí
statoru do hvězdy.
•11. Demonstrace funkce  3 fázového asynchronního elektromotoru s kotvou na krátko. Zapojení vinutí
statoru do trojúhelníku.
•12. Demonstrace funkce 3 fázového synchronního elektromotoru
•Zapojení vinutí statoru do hvězdy.
•13. Demonstrace funkce jedno fázového  asynchronního elektromotoru s kotvou nakrátko s běhovým
kondenzátorem.
•14. Vysvětlení funkce  asynchronního jednofázového elektromotoru s kotvou na krátko s pomocným
rozběhovým závitem do zkratu 1, 2, 3.
•15. Demonstrace funkce  jednofázového elektromotoru s pomocným závitem na krátko 1, 2, 3, 4.
•
•
•
•
•
•
Obsah 2.

•16. Demonstrace činného výkonu na  cívce s ohmickým odporem a indukčností.
•17. Demonstrace činného výkonu na  kondenzátoru s paralelním odporem.
•18. Demonstrace funkce Wattmetru 3.
•19. Demonstrace funkce transformátoru
•20. Demonstrace funkce transformátoru - indukční tavící pícka na cínovou pájku 1, 2.
•21. Demonstrace funkce magnetického obvodu 1, 2, 3, 4.
•22. Demonstrace funkce pomocného závitu na krátko u relé na střídavý proud 1, 2, 3, 4, 5, 6.
•23. Demonstrace vzniku střídavého napětí elektromagnetickou indukcí 1, 2, 3.
•24. Demonstrace trojfázové soustavy.
•
•
•
Obsah 3.

•25. Demonstrace funkce jističe 1, 2, 3.
•26. Komutátorový elektromotor 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7.
•27. Dynamo 1, 2.
•
•
•
Obsah 4.

Tento materiál byl připraven v rámci projektu Zkvalitnění a inovace přípravy budoucích učitelů na
MUNI (ZIP MUNI), reg. č. p.: CZ.02.3.68/0.0/0.0/19_068/0016170.


1. Demonstrace Faradayova zákona elektromagnetické indukce 1, a).
Voltmetr s nulou uprostřed
.
Indukované napětí je dáno vztahem

Smysl vinutí cívky znázorněný 1 závitem
1. Demonstrace Faradayova zákona elektromagnetické indukce – směr indukovaného napětí 1, b).
.
Magnet vsouváme do cívky
Na kterou stranu se vychýlí ručička?
Severní pól
Nahraďme cívku jedním závitem

Severní pól
Magnet vsouváme do cívky
Cívka je v klidu
Orientace závitu cívky  proti směru h.r. z pohledu magnetu
1. Demonstrace Faradayova zákona elektromagnetické indukce – směr indukovaného napětí 1, c).
Voltmetr s nulou uprostřed

Severní pól
magnet je v klidu
Cívka je v pohybu
Orientace závitu cívky  proti směru h.r. z pohledu magnetu
.
Na kterou stranu se vychýlí ručička?
1. Demonstrace Faradayova zákona elektromagnetické indukce – směr indukovaného napětí 1, d).

1. Demonstrace Faradayova zákona elektromagnetické indukce, shrnutí 1, e).
.
Faradayův zákon el. mag. indukce popisuje situaci nezávisle na volbě vztažné soustavy
Pozn.(2) viz např. The Feynman Lectures on Physics Vol. II Ch. 17: The Laws of Induction
(caltech.edu)
Indukované napětí je dáno vztahem

Demonstrace Faradayova zákona elektromagnetické indukce a výroby elektrické energie.
Střídavý pohyb s frekvencí cca 3 Hz
Plastová kluzná podložka
1. Demonstrace Faradayova zákona elektromagnetické indukce 2.

Magnetické pole při přechodu magnetu z jedné strany C jádra na druhou alternuje směr. Alternace
nastane při kulminaci rychlosti magnetu, tzn., že relativně k frekvenci kmitání magnetu je časová
změna indukčního toku poměrně velká.
Směr magnetického pole v jádře- schematicky.
Rychlost magnetu
1. Demonstrace Faradayova zákona elektromagnetické indukce 3.
Údaj voltmetru v jednotlivých fázích, schematicky.
Voltmetr s nulou uprostřed

Baterie 6 V
ž. 1
ž. 2
ž. 3
Časový průběh připojení a odpojení baterie a svit žároviček, schematicky
Proč při rozpojení obvodu zhasnou žárovky současně?
2. Demonstrace přechodového děje na cívce s indukčností 1.

N záv.
f (Hz)
L (H)
Q
Rstat. (Ω)
1200
120
2,08
10.7
11.9
600
120
0.6067
8.83
2.57
300
120
0.157
8.7
0.54
12000
120
178
20.6
1006
60
120
5 mH
11.2
0.04
 Indukčnosti cívek s jádrem s N závity a rozměry odpovídajícího rozkladného magnetického obvodu .
2. Demonstrace přechodového děje na cívce s indukčností 2.

Frekvenční generátor
3. Frekvenční závislost impedance cívky s indukčností.


průběh svitu žárovek - schematicky
Fázový posuv
4. Demonstrace průchodu střídavého proudu obvodem s komplexní impedancí v závislosti na frekvenci
1.

průběh svitu žárovek - schematicky
Fázový posuv
4. Demonstrace průchodu střídavého proudu obvodem s komplexní impedancí v závislosti na frekvenci
2.

průběh svitu žárovek - schematicky
Fázový posuv
4. Demonstrace průchodu střídavého proudu obvodem s komplexní impedancí v závislosti na frekvenci
3.

Frekvenční generátor
5. Demonstrace průchodu střídavého proudu obvodem s kapacitancí v závislosti na frekvenci.
C jmen.
f (Hz)
Cf (uF)
220 u
120
117.8
1000u
120
564
50u
120
31
Tabulka kapacit kondenzátorů

Rezonanci ladíme natáčením příčky  rozkladného magnetického obvodu vůči u jádru.
6. Demonstrace činnosti paralelního rezonančního obvodu.


Baterie 6 V
1200 z
12000 z
doutnavka
7. Demonstrace přechodového jevu na transformátoru a vznik  vysokonapěťové špičky 1.

Baterie 6 až 12 V
1200 z
12000 z
 7. Demonstrace přechodového jevu na transformátoru a vznik  vysokonapěťové špičky 2.
Automobilová zapalovací svíčka

1200 z
12000 z
doutnavka
7. Demonstrace přechodového jevu na transformátoru a vznik vysokonapěťové špičky 3.
Baterie 6 V
autotransformátor

1200 z
12000 z
doutnavka
7. Demonstrace přechodového jevu na transformátoru a vznik  vysokonapěťové špičky 3.
Baterie 12 V
autotransformátor
Automobilová zapalovací svíčka

Baterie 12 V
1200 z
Ustálený stav, baterie odpojená
U
t
8. Demonstrace Faradayova zákona el. max. indukce, Lenzova pravidla, přechodového jevu a silového
působení na vodič s proudem 1.
Průběh připojovaného napájecího napětí na cívce, schematicky.

Baterie 12 V
1200 z
Stav krátce po sepnutí
U
t
8. Demonstrace Faradayova zákona el. max. indukce, Lenzova pravidla, přechodového jevu a silového
působení na vodič s proudem 2.

Baterie 12 V
1200 z
Ustálený stav, baterie připojená
U
t
8. Demonstrace Faradayova zákona el. max. indukce, Lenzova pravidla, přechodového jevu a silového
působení na vodič s proudem 3.

Baterie 12 V
1200 z
Stav krátce po rozepnutí
U
t
8. Demonstrace Faradayova zákona el. max. indukce, Lenzova pravidla, přechodového jevu a silového
působení na vodič s proudem 4.

Baterie 12 V
1200 z
Ustálený stav, baterie odpojená
U
t
8. Demonstrace Faradayova zákona el. max. indukce, Lenzova pravidla, přechodového jevu a silového
působení na vodič s proudem 5.

230 V 50 Hz
Směr pohybu kroužku po připojení zdroje síťového napětí
8. Demonstrace Faradayova zákona el. max. indukce, Lenzova pravidla, přechodového jevu a silového
působení na vodič s proudem 6.

9. Demonstrace činnosti sériového rezonančního obvodu 1.
Krok č.1
Rezonanci naladíme natáčením příčky jádra transformátoru a optimální svítivost žároviček napětím
regulačního transformátoru.
Rezonanci naladíme natáčením příčky  rozkladného magnetického obvodu vůči u jádru.
regulační transformátor
6V
6V
6V
Cívka s laditelnou indukčností
regulační transformátor

9. Demonstrace činnosti sériového rezonančního obvodu 2.
regulační transformátor
Rezonanci naladíme natáčením příčky  rozkladného magnetického obvodu vůči u jádru.
Krok č.2
Při nastavených parametrech rezonance zapojíme obvod pouze s cívkou s indukčností, tj. bez
kondenzátoru. Žárovky nesvítí.

9. Demonstrace činnosti sériového rezonančního obvodu 3.
regulační transformátor
Rezonanci naladíme natáčením příčky  rozkladného magnetického obvodu vůči u jádru.
Krok č.3
Při nastavených parametrech rezonance zapojíme obvod pouze s kondenzátorem, tj. bez cívky s
indukčností. Žárovky nesvítí.
Jak je možné, že pro střídavý proud určitého napětí a frekvence jsou kondenzátor a cívka samostatně
mnohem méně propustné, než jejich sériová kombinace ?

9. Demonstrace činnosti sériového rezonančního obvodu 4.
V1
Krok č. 4
V2
V3
A
Z obr. na dalším snímku je vidět, že potenciálový spád je na kapacitanci a induktanci opačný.
Naměřené efektivní napětí měřené zvlášť na každém prvku je tedy střední kvadratická hodnota
napájecího napětí, mínus napětí  druhého prvku. Je to stejné, jako v případě dvou rezistorů v
sérii, kdy napětí na každém prvku zvlášť je napětí zdroje mínus napětí druhého rezistoru. U Cívky s
indukčností a kondenzátoru je vzhledem k tomu, že napětí jdou proti sobě, o toto napětí druhého
prvku zvýšeno.
Tento výsledek je možné očekávat, protože má-li téct každým prvkem vyšší proud. Musí být na něm
vyšší napětí, protože prvek nemůže poznat, co je sním zapojeno do série.

proud
Napětí na cívce
Napětí na
kondenzátoru
Napětí na rezistoru
9. Demonstrace činnosti sériového rezonančního obvodu 5.

3 x 30 V 50 Hz á1200
Hliníkový hrníček na hrotovém ložisku
10. Demonstrace funkce  3 fázového asynchronního elektromotoru s kotvou na krátko. Zapojení vinutí
statoru do hvězdy.

3 x 30 V 50 Hz á1200
Hliníkový hrníček na hrotovém ložisku
11. Demonstrace funkce  3 fázového asynchronního elektromotoru s kotvou na krátko. Zapojení vinutí
statoru do trojúhelníku.

Tlakový vzduch k roztočení střelky do synchronních otáček
3 x 12 V 50 Hz Á 1200
Střelka kompasu na hrotovém ložisku
12. Demonstrace funkce 3 fázového synchronního elektromotoru
Zapojení vinutí statoru do hvězdy.
Elektrický obvod zapojte dle obrázku. Vložením hliníkového hrníčku na hrotové ložisko mezi póly
cívek s jádrem určete směr rotace magnetického pole. V tomto směru roztočte magnetickou střelku
tlakovým vzduchem do synchronních otáček .

3 x 30 V 50 Hz Á 1200
Hliníkový hrníček na hrotovém ložisku
Běhový/rozběhový kondenzátor
13. Demonstrace funkce jedno fázového  asynchronního elektromotoru s kotvou nakrátko s běhovým
kondenzátorem.
Experiment sestavte a elektrický obvod zapojte dle obrázku. Spínač nechte rozpojený. Hliníkový
hrníček by se neměl otáčet.
Vysvětlete.
Sepněte spínač a vysvětlete změnu chování hrníčku.

spínač

Rotor, kotva nakrátko
Pomocný závit nakrátko
14. Vysvětlení funkce  asynchronního jednofázového elektromotoru s kotvou na krátko s pomocným
rozběhovým závitem do zkratu 1.
Malé motorky na síťové napětí, u kterých nejsou požadovány vysoké výkony ani otáčky, mají
konstrukci jejíž princip je zachycen na obrázku.
Kotva se roztočí v důsledku fázového posuvu proudu v pomocných závitech na krátko, viz. snímek 42 a
43. 1, kde je zakreslen tvar magnetických indukčních čar v části magnetického obvodu u kotvy
nakrátko.

Obr. 1. Funkce pomocného závitu u jednofázového elektromotoru s kotvou na krátko s pomocným
rozběhovým závitem do zkratu.
14. Vysvětlení funkce  asynchronního jednofázového elektromotoru s kotvou na krátko s pomocným
rozběhovým závitem do zkratu 2.

Obr.2. Funkce pomocného závitu u jednofázového elektromotoru s kotvou na krátko s pomocným
rozběhovým závitem do zkratu.
14. Vysvětlení funkce  asynchronního jednofázového elektromotoru s kotvou na krátko s pomocným
rozběhovým závitem do zkratu 3.

3 x 12 V 50 Hz á 1200
Hliníkový hrníček na hrotovém ložisku
Hliníkový prstenec
15. Demonstrace funkce  jednofázového elektromotoru s pomocným závitem na krátko 1.
Sestavte experiment a zapojte obvod dle obrázku. Sepněte spínač. Zaznamenejte chování hrníčku jako
vibrace nebo rotaci.
Rozpojte spínač. Zaznamenejte.
S rozpojeným spínačem roztočte hrníček tlakovým vzduchem  a sledujte, jak se zpomaluje. Znovu
roztočte prstenec a sepněte spínač.  Zaznamenejte chování hrníčku a vysvětlete.
.

3 x 12 V 50 Hz á 1200
Hliníkový hrníček na hrotovém ložisku
Směr rotace
Hliníkový prstenec
15. Demonstrace funkce  jednofázového elektromotoru s pomocným závitem na krátko 2.
Rozmyslete, na jakou stranu by se měl hrníček otáčet při zakreslené pozici hliníkového prstence a
ověřte experimentem.

3 x 12 V 50 Hz á 1200
Hliníkový hrníček na hrotovém ložisku
Směr rotace
Hliníkový prstenec
15. Demonstrace funkce  jednofázového elektromotoru s pomocným závitem na krátko 3.
Rozmyslete, na jakou stranu by se měl hrníček otáčet při zakreslené pozici hliníkového prstence a
ověřte experimentem.

3 x 12 V 50 Hz á 1200
Hliníkový hrníček na hrotovém ložisku
Hrníček nerotuje
Hliníkový prstenec
15. Demonstrace funkce  jednofázového elektromotoru s pomocným závitem na krátko 4.
Vysvětlete, proč se v této pozici kroužku hliníkový hrníček neroztáčí.

V
A
Wattmetr
Zdroj
napětí
Reostat
16. Demonstrace činného výkonu na  cívce s ohmickým odporem a indukčností.

17. Demonstrace činného výkonu na  kondenzátoru s paralelním odporem.



18. Demonstrace funkce Wattmetru 1.
Helmholtzova cívka je název pro sestavu dvou  velmi tenkých cívek ve vzdálenosti R. Generuje
přibližně homogenní mg. pole.
.

18. Demonstrace funkce Wattmetru 2.
Řez cívkou.
Inflexní bod
Přiložíme-li dva stejné proudové prstence k sobě tak, aby inflexní bod z pravé strany první cívky
splýval s inflexním bodem z levé stran druhé cívky

??. Helmholtzovy cívky .
Štíhlá prstencová cívka .


18. Demonstrace funkce Wattmetru 3.
•Sestavte experiment dle obrázku.
•Napěťovou cívku upevněte za torzní závěs do chemického stojanu a nastavte do středu Helmholtzovy
cívky.
•Natočením  torzního závěsu otočným horním závěsem nastavte osu napěťové cívky kolmo k ose
Helmholtzovy cívky.
•Střední hodnotu silového momentu působícího v magnetickém poli Helmholtzových cívek na napěťovou
cívku lze indikovat buďto úhlem o který je třeba natočit horní úchyt ke kompenzaci tohoto silového
momentu, případně aproximativně z velikosti výchylky napěťové cívky.
•Sledujte výchylku  napěťové cívky pro stejné hodnotu efektivního napětí a proudu, ale různé
zátěže tedy například při zapojení samotného rezistoru nebo samotné cívky.
Regulační transformátor
V
V
A
Torzní závěs
Otočný horní úchyt torzního závěsu

19. Demonstrace funkce transformátoru
A
V
A
V
•Do rozkladného transformátoru zapojujte postupně cívky v různých kombinacích, ale vždy s
transformačním poměrem napětí dolů.
•Sestavte experiment dle obrázku.

Hliníkové prstencové korýtko
20. Demonstrace funkce transformátoru - indukční tavící pícka na cínovou pájku 1.
Cínová pájka cca 70 g
Složení Sn 60% Pb 40%
Teplota tání 190 C
V
A

•Sestavíme rozkladný transformátor s kruhovou hliníkovou miskou místo sekundární cívky.
• Misku upevníme do chemického stojanu. Vložíme do ní kousky cínové pájky (složení nejlépe Sn 60%
Pb 40%), cca 70 g.
•Napětí regulačním transformátorem postupně zvýšíme na cca 200 V.   Příčku je K C jádru rozkladného
transformátoru  nutno přitáhnout pomocí svorky.
•Sledujte údaj ampérmetru. Vysvětlete, proč s čase klesá.
• Pokud se cín netaví, regulačním transformátorem zvýšíme napětí.
• Po roztavení cínu stáhněte napětí na nulu, vypněte zdroj a poté rozeberte magnetický obvod.
Roztavený cín z kruhového tyglíku vylejte do vhodné sádrové formičky. Pozor na popáleniny a úraz
elektrickým proudem.
• Zapínat a vypínat síťové napětí lze jedině ovladačem a vypínačem  regulačního transformátoru,
nikoliv zasouváním banánků do zdířek.

20. Demonstrace funkce transformátoru - indukční tavící pícka na cínovou pájku 2.
N záv.
f (Hz)
L (H)
Q
Rstat. (Ω)
1200
120
2,08
10.7
11.9
600
120
0.6067
8.83
2.57
300
120
0.157
8.7
0.54
12000
120
178
20.6
1006
60
120
5 mH
11.2
0.04
Tabulka indukčností

Závit na krátko
V
A
Magnetický obvod sestavený ze tří krátkých a dvou dlouhých kvádříků z transformátorových plechů.
•Regulačním transformátorem nastavíme napětí, při kterém svítí připojená žárovka
•Na sloupek č. 2 nasadíme závit  nakrátko z masivního elektrovodného hliníku nebo mědi.
•Poté závit nakrátko rozpojíme viz následující stránka. Žárovička zhasne. Proč?
21. Demonstrace funkci magnetického obvodu 1.
Proudem řízený magnetický spínač - sepnuto.

V
A
21. Demonstrace funkce magnetického obvodu 2.
Proudem řízený magnetický spínač - rozepnuto.

Závit na krátko
Zdroj napětí
50 Hz Imax 6 A
A
V
Řez magnetickým obvodem a cívkami
Kvalitativní vysvětlení
21. Demonstrace funkce magnetického obvodu 3.
Proudem řízený magnetický spínač - sepnuto.

Zdroj napětí
50 Hz Imax 6 A
A
V
Řez magnetickým obvodem a cívkami
21. Demonstrace funkce magnetického obvodu 4.
Proudem řízený magnetický spínač - rozepnuto.

Magnetický obvod relé na střídavý proud - schematicky
Řez
Pohled
22. Demonstrace funkce pomocného závitu na krátko u relé na střídavý proud 1.
Závit na krátko
Regulační transformátor

22. Demonstrace funkce pomocného závitu na krátko u relé na střídavý proud 2.
Závit na krátko -
- situace 1
Regulační transformátor
Závit na krátko vyjmutý -
- situace 2
Regulační transformátor
A
A
1. Regulačním transformátorem nastavte a odečtěte takové napětí, při kterém se kotvička přitáhne a
přestane vibrovat.
2.Vyjměte pomocný závit na krátko a zopakujte postup dle bodu 1. (kotvička bude vibrovat při
jakémkoliv napětí regulačního transformátoru.
V
V
Závit na krátko

22. Demonstrace funkce pomocného závitu na krátko u relé na střídavý proud 3.
detail
Řez magnetickým obvodem a závitem nakrátko
Závit na krátko

Fáze proudu v cívce relé.
V závitu na krátko se indukuje elektrický proud, který podle Lenzova zákona působí proti změně,
která ho vyvolala. Proud v závitu na krátko tedy opožďuje vnější magnetické pole, které jím
prochází proti poli, které ho obchází. I v okamžicích nulové hodnoty budícího střídavého proudu
bude kotvička tímto opožděným polem přidržována v přitaženém stavu.
22. Demonstrace funkce pomocného závitu na krátko u relé na střídavý proud 4.

22. Demonstrace funkce pomocného závitu na krátko u relé na střídavý proud 5.
I v okamžicích nulové hodnoty budícího střídavého proudu cívkou relátka je kotvička přidržována v
přitaženém stavu opožděným magnetickým polem.

Fáze proudu v cívce relé.
22. Demonstrace funkce pomocného závitu na krátko u relé na střídavý proud 6.


osa
23. Demonstrace vzniku střídavého napětí elektromagnetickou indukcí 1.
PASCO ET-8771 Energy Transfer Generator
Motor a hlavička z akumulátorové vrtačky
Regulovatelný zdroj
V
osciloskop

23. Demonstrace vzniku střídavého napětí elektromagnetickou indukcí 2.
osa
PASCO ET-8771 Energy Transfer Generator
osciloskop
Nejvyšší povolená hmotnost závaží 200 g

23. Demonstrace vzniku střídavého napětí elektromagnetickou indukcí 3.
Motor a hlavička z akumulátorové vrtačky
osciloskop
Regulovatelný zdroj
V

23. Demonstrace vzniku střídavého napětí elektromagnetickou indukcí 2.
Regulovatelný zdroj
V
osciloskop
osa
PASCO ET-8771 Energy Transfer Generator

24. Demonstrace trojfázové soustavy.
Regulace otáček
Aparatura pro demonstraci trojfázové soustavy

25. Demonstrace funkce jističe 1.
A
Reg. zdroj
napětí
V

Zkratový proud je určen napětím a impedancí vypínací smyčky.
25. Demonstrace funkce jističe 2.
Charakteristické hodnoty jističe
2 A růžová,
4 A hnědá,
6 A zelená,
10 A červená,
13 A písková,
16 A šedá,
20 A modrá,
25 A žlutá,
32 A fialová,
40 A černá,
50 A bílá,
60 a 63 A hnědá (měděná),
80 A stříbrná,
100 A červená,
125 A žlutá.
Normalizované barvy jističů:
Vypínací charakteristiky.  Podle toho,  k čemu jsou určeny se běžné jističe odlišují vypínacími
charakteristikami. Běžné jističe se s ohledem na toto kritérium označují písmeny B,C,D.

Rozpojení obvodu magnetickým relátkem
Oblast, kde dochází k rozpojení obvodu tepelným účinkem
B
C
D
25. Demonstrace funkce jističe 3.

26. Komutátorový elektromotor 1.
Řez komutátorovým elektromotorem (rovinou  kolmou na osu)
Bez vinutí rotoru.
Cívka statoru  vytváří v magnetickém obvodu magnetické pole.
Cívka statoru
Magnetický obvod statoru
Magnetické indukční čáry, schematicky.
Jádro rotoru (bez vinutí).
Komutátor
Cívka statoru
Komutátor je váleček sestavený s vůči sobě izolovaných lamel z materiálu s dobrou elektrickou
vodivostí a dobrými kluznými vlastnostmi vůči materiálu elektrických kontaktům, tzv. kartáčů nebo
taky uhlíků.
kartáč
Jádro rotoru je pro jednoduchost zobrazeno bez struktury pro uložení vinutí

26. Komutátorový elektromotor 2.
Pohled na rotor (bez vinutí)
a komutátor.
Komutátor
Uhlíky
Vinutí rotoru schematicky.
Smyčky shodné barvy si odpovídají.
Směr proudu
Část řezu statorem spolu s pohledem na rotor s komutátorem a schematicky znázorněným vinutím.
Komutátor

26. Komutátorový elektromotor 3.
Schéma vinutí
V této části vinutí se proudy kompenzují.
Vektor magnetické indukce.
Rotor je zobrazen jako  poloprůhledný, vidíme skrz něj.
Vektor magnetické indukce zespodu rotoru.
Směr proudu
Směr síly
Vzhledem k tomu, že se v části vinutí proudy kompenzují, lze v principu tuto soustavu smyček v
každém okamžiku nahradit jednou smyčkou podle obrázku.
Tato smyčka je v pozici, kdy se na ni indukuje maximální napětí a působí na ni maximální moment
sil.

26. Komutátorový elektromotor 4.
Uhlík při pohybu po komutátoru přechází přes dva sousední segmenty a přitom zkratuje odpovídající
smyčku vinutí. Nemá-li docházet ke ztrátám energie a opalování uhlíků a komutátoru, musí být smyčka
v takové poloze vůči magnetickému poli statoru, kdy je  na smyčce indukované napětí blízké nule.
V zakreslené poloze je toto splněno. Při malém pootočení rotoru se indukční tok zakreslenou smyčkou
téměř nemění.
Otázky:
1.Jak závisí otáčky komutátorového  elektromotoru na napětí napájecího zdroje?
2.Jak závisí otáčky komutátorového  elektromotoru na buzení statoru?
3.

26. Komutátorový elektromotor 5.
Řez komutátorovým elektromotorem s rotorem se strukturou pro uložení vinutí
Cívka statoru
Magnetický obvod statoru
Jádro rotoru
Komutátor
Cívka statoru

26. Komutátorový elektromotor s permanentním magnetem varianta A, 6.
Řez komutátorovým elektromotorem (rovinou  kolmou na osu).
Permanentní magnet vytváří v magnetickém obvodu magnetické pole.
Permanentní magnet
Magnetický obvod statoru
Magnetické indukční čáry, schematicky
Jádro rotoru (bez vinutí)
Komutátor
Permanentní magnet
Jádro rotoru je pro větší přehlednost zakresleno bez struktury pro uložení vinutí.
U servomotorů, kde záleží na co nejrychlejší akceleraci rotoru není vinutí s jádrem mechanicky
spojeno, jádro je např. volně otočné, aby byl moment setrvačnosti pohyblivých dílů co nejmenší.

26. Komutátorový elektromotor s permanentním magnetem varianta B, 7.
Řez komutátorovým elektromotorem (rovinou  kolmou na osu).
Permanentní magnet vytváří v magnetickém obvodu magnetické pole.
Magnetický obvod statoru
Magnetické indukční čáry, schematicky.
Permanentní magnet pevně upevněný, neotáčí se, otáčí se jen cívka s komutátorem.
Komutátor

Smyčky shodné barvy si odpovídají.
Část řezu statorem spolu s pohledem na rotor a komutátor a schematicky znázorněným vinutím.
Smyčka 1,
Smyčka 2,
Smyčka 3,
Smyčka 4,
Smyčka 5,
Smyčka 6,
Smyčka 7,
27. Dynamo 1.
kartáč
Vinutí rotoru
Komutátor
Jádro rotoru je pro jednoduchost vyznačeno bez struktury pro uložení vinutí.
Směr otáčení
Výsledné napětí na komutátoru je součtem napětí na jednotlivých smyčkách.

27. Dynamo 2.
Základní schéma dynama je stejné, jako u stejnosměrného komutátorového motoru.
Otázky:
1.Jak závisí napětí dynama na otáčkách?
2.Jak závisí napětí dynama na buzení statoru?
Schematický pohled na rotor dynama s vyznačením vinutí.
Struktura pro uložení vinutí